Динамическое оперативное запоминающее устройство Советский патент 1983 года по МПК G11C11/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к запоминающим -устройствам (ЗУ динамического типа, и может быть использовано в различных цифровых вычислительных машинах, системах сбора и обработки данных, системах отображения информации.

Известно динамическое оперативное запоминающее устройство, в котором применяется метод регенерации информации при помощи автономного контроллера либо в режиме с пропуском цикла обращения, либо в режиме пакетной регенерации, когда по истечении определенного промежутка времени контроллер регенерирует все строки матрицы устройства последовательно одну за другой 11.

Недостатком -этого устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является динамическое оперативное запоминающее устройство С,ОЗУ), в котордм используется синхронный режим работы и регенерация происходит в каждом первом цикле, не связанном с обращением к запоминающему устройству и следующим за выборкой из запоминающего устройства (каждый цикл состоит из двух тактовых периодов 2.

Йедостатком известного устройства является низкое быстродействие вследствие применения синхронного режима работы устройства и большая потребляемая мощность, приходящаяся на один бит информационной емкости устройства, вызванные тем, что число циклов регенерации за период регенерации больше необходимого,

Целью изобретения является повышение быстродействия и снижение потребляемой.мощности, приходящейся на один бит информационной емкости устройства (удельной потребляемой мощности).

Поставленная цель достигается тем, что в динамическое оперативное запоминающее устройство, содержащее формирователь сигналов регенерации, вход которого является входом обращения устройства, основные накопитель, счетчик и мультиплексор, одни из входов которого подключены к выходам основного счетчика, а выходы к адресным входам основного накопителя , вход регенерации которого соединен с выходом формирователя сигналов регенерации, другие входы основного мультиплексора и информационные входы и выходы основного накопителя являются соответственно адресными и информационными входами и выходами устройства, введены дешифратсо, группы элементов И, дополнительные V;.KOпйтели/допелнительгале мультиплексор fSn и дополнительные счетчики, причем

инверсные выходы дешифратора подключены к входам выборки основного и ополнительных накопителей, управляющим входом основного и дополнительного мультиплексоров., первым вХодам элементов И первой группы и инверсным входам элементов И второй, группы, выходы элементов И первой : группы соединены соответственно с входами основного и дополнительного счетчиков, выходы элементов И второй группы подключены соответственно к входам записи основного и дополнительного накопителей, выходы каждого из дополнительных счетчиков соединены с одними из входов соответствующего дрполнительного мультиплексора, выходы которогоподключены к адресным входам соответствующего дополнительного накопителя, другие вхо дополнительных Мультиплексоров, и совместно с входами дешифратора соединены с другими входами основного мультиплексора являются адресными входами устройства, входы регенерации дополнительных .накопителей и вторые входы элементов И первой группы подключены соответственно к выходу и к входу формирователя сигналов регенерации, информационные входы и выходы дополнительных накопителей соединены соответственно с информационнЕлми входами и выходами основного накопителя, прямые входы элементов И второй группы объединены и являются входом записи устройства.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство содержит основной накопитель 1, основной мультиплексор 2, основной счетчик 3, формирователь 4 сигналов регенерации, адресные входы 5, вход б обращения, вход 7 записи, информационные входы 8 и выходы 9, Устройство содержит также первую 10 и вторую 11 группы элементов И, дешифратор 12, дополнительные мультиплексоры 13, дополнительные накопители 14 и дополнительные счетчики 15.

Накопители 1 и 14 могут быть разнотипными и произвольной разрядности. Количество накопителей 1 и 14 (т,е, разбиение всего информационного объема памяти на группы выбирается, используя в качестве признаков младшие разряды адресных входов и подбирая количество накопителей 1 и 14 для конкретных значений их быстродействия с целью оптимизации уделЬ ной потребляемой мощности.

Устройство работает следующим образом.

Цикл регенерации накопителей 1 и 14 осуществляется в течение всего цикла обращения к устройству.

Рассмотрим работу устройства при условии, чтобы в течение периода

регенерации f времени, в течение которого динамический накопитель способен сохранять информация) без регенерации 7 не было обращения исклю-. чительно к oJDiHoMy из накопителей 1 и 14 а хохя бы к двум различным из накопителей 1 и 14, и число обращений к каждому из двух накопителей 1 и 14 не было меньше необходимого числа циклов регенерации (макси1иального числа строк динамического накопителя с максимальным числом строк)

Это условие легко выполнимо, так как динамические накопители имеют, как правило, сто двалиать восемь строк, т.е. для них необходимо сто двадщать восемь циклов регенерации. В течение периода регенерации, обычно равного двум мс, при длительности цКкла обращения 500-1000 не можно осуществить от двух до четырех тысяч операций обращений, так что на практике имеет место чаще не недостаток, а избыток циклов регенерации.

При периодическом поступлении си-гналов обращения по входу 6 будет j осуществляться регенерация строк i всех накопителей 1 и 14 строка за ,строкой.

Рассмотрим- цикл обращения к устройству. На адресных входах 5 - адрее, входящий в поле адресов ОЗУ. Допустим, что это адрес ячейки памяти, входящий в накопитель 1, тогда на соответствующем выходе дешифратора 12 сигнал логического О разрешит обращение, например, к накопителю 1, разрешит прохождение сигнала записи, поступающего по входу 7 через соответствующий элемент И 11 на вход записи накопителя 1, переключит с помощью мультиплексора 2 адресные входы накопителя 1 с выходов счетчика 3 на адресные входы 5 и запретит лрохождение сигнала обращения с входа б через соответствующий элемент И 10 на счетный вход счетчика 3, тем самым запретит его приращение.

При поступлении сигнала обращеI НИН по входу б формирователь 4 вы-.работает сигнал регенерации и в завйсимости от уровня сигнала записи На входе 7 осуществит либо запись информации, находящейся на информационных входах 8 в накопитель 1, либо считывание из него информации на выходы 9.

На всех других выходах дешифратора 12 присутствует ;игнал логической 1 и для всех ДРУГИХ накопителей, например 14, повторится очередной цикл регенерации.

Таким образом, при обращении к одному из накопителей.1 и 14, например к накопителю 1, осуществляется цикл регенерации всех других например накопителей 14, а чередуя обращение к различным накопителям 1 и 14, выполняют условие регенерации (считывания в течение периода реге,нерации информации со всех строк накопителя).

Если отсутствуют сигналы обращения к устройству, то на всех выходах дешифратора 12 присутствует уровен)Ь логической единицы и выполняется регенерация во всех накопителях 1 и 14.Таким образом, цикл обращения совмещен с циклом регенерации, а организация асинхронного режима работы накопителей 1 .и 14 при обращении автоматически приводит к организации асинхронного режима регенерации, что позволяет осуществлять как режим обмена, так и режим регенеращии с максимально допустимым быстродействием. При зто для организации цикла регенерации используются свойства программного обеспечения.

Уменьшение удельной потребляемой мощности достигается путем умеиьшения числа циклов регенерации и приближения его к необходимому числу циклов регенерации за счет изменения количества накопителей 14, мультиплексоров 13, счетчиков 15. и элементов И 10 и Но

Технико-экономические преимущества предложенного устройства заключаются в его более высоком быстродействии и меньшей удельной потребляемой мощности по сравнению с известным.

даНАМИЧЕСКОЕ ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее форкшрователЁ сигналов регенерации, вход которого является входом обращения устройства, основные накопитель, счетчик и мультиплексор, одни ,из входов которого подключены к выходам основного счётчика, а выходщ к адресным входам основного накопителя, вход регенерации которого соединен с выходом формирователя сигналов регенерации, другие входы основного мультиплексора и информационные входы и выходы основного накопителя являются соответственно адресными и информационными входами и выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения ейлстродействия и снижения потребляемой мощности, прнходягщейся на один бит информационной емкости устройства, в него введены дешифратор, группы элементов И, дополнительные накопиг тели, дополнительна& мультиплексоры и дополнительные счетчики, причём инверсные выходы дешифратора подключены к входам выборки основного и дополнительных накопителей, управляющим входам основного и дополни- : . ;тельного мультиплексоров, первым входам элементов И первой группы и инверсным входам элементов И второй группы, выходы элементов И первой группы соединены соответственно с входами основного и дополнительного счетчиков, выходцы элементов И второй группы подключены соответственно к входам записи основного и дополнительного накопителей, выходы каждого из дополнительных счетчиков соедине- ны с одними из входов соответствующего дополнительного мультиплексора, Boxojofi которого подключены к адресным входам соответствующего дополнительного накопителя, другие входы дополнительньос мультиплексоров соединены с другими входами основного мультиплексора и совместно с входами дешиф ратора являются гшрёсными входами устройства, входы регенерации дополнительных накопителей и вторые входа элементов И первой группы подключены соответственно к выходу и к входу формирователя сигналов регенерации, йнфо 1ационные входы и выходы допол 4 нительных накопителей соединены соответственно с информационными входами и шгходами основного накопителя, пря:о |№ю входы элементов И второй группы :с объединены и являются входом записи устройства.